Im Gegensatz zu Nährstoffen, die Zyklus durch Ökosysteme, Energie fließt durch sie. Dies bedeutet, dass Energie an einem Ausgangspunkt in das Ökosystem gelangen muss und dann von einem Organismus zum anderen geht, bis sie aufgebraucht und vollständig verloren ist. Ohne diesen ersten Schritt, der es ermöglicht, Energie in das Ökosystem zu fließen, würde das Leben auf der Erde, wie wir es kennen, aufhören zu existieren.
Was ist dafür verantwortlich, dass Energie zuerst in das Ökosystem gelangt? Dieser Job liegt bei Hersteller, auch bekannt als Autotrophe. Diese Organismen können ihre eigene chemische Energie erzeugen und tun dies meistens durch Photosynthese.
Diese photosynthetischen Organismen sind auf den Zugang zu Sonnenlicht und Nährstoffen angewiesen, um Energie zu produzieren. Sie können die Produktivität und Effizienz photosynthetischer Organismen messen. Das nennt man photosynthetische Produktivität (oder Primärproduktivität) und wird direkt beeinflusst von dem, worauf sich die Produzenten verlassen: Sonnenlicht und Nährstoffe.
Energiefluss im Ökosystem
Photosynthetische Organismen wie Pflanzen, einige Bakterien und Algen sind als „Tor“ für Energie bekannt, um in Ökosysteme einzudringen. Dies liegt daran, dass sie Umwelt-Kohlendioxid, Wasser und Sonnenenergie (auch Sonnenlicht genannt) verwenden Photosynthese, das diese Sonnenenergie in nutzbare chemische Energie in Form von Glukose umwandelt.
Ohne diesen Schritt gäbe es keine Möglichkeit für Energie, in Ökosysteme einzudringen, damit nachfolgende trophische Ebenen/Organismen darauf zugreifen können.
Was ist photosynthetische Produktivität?
Photosynthetische Produktivität, auch genannt Primärproduktivität, ist die Rate, mit der den Organismen Energie als Biomasse in Erzeugern in einem Ökosystem zugeführt wird (Menge der Materie, aus der der Körper von Organismen besteht).
Die Produktivität kann für jeden Organismustyp und jede trophische Ebene gemessen werden, aber die photosynthetische Produktivität misst spezifisch die Rate, mit der Energie zur Biomasse von Photosynthese-Produzenten wie Pflanzen hinzugefügt wird, Bakterien und Algen.
Zwei Faktoren, die die Photosynthese und die photosynthetische Produktivität beeinflussen
Die Formel und chemische Reaktion für die Photosynthese sieht wie folgt aus:
6H2O (Wasser) + 6CO2 (Kohlendioxid) + Sonnenlicht → C6H12Ö6 (Glukose) + 6O2 (Sauerstoff)
Wenn man sich diese Anforderungen an die Photosynthese ansieht, macht es Sinn, dass Sonnenlicht und Nährstoffverfügbarkeit sind die Faktoren, die die Primärproduktivität in Ökosystemen beeinflussen, da dies die Faktoren sind, die für die Photosynthese erforderlich sind.
Erster Faktor: Sonnenlicht
Sonnenlicht, auch bekannt Solarenergie, treibt die Photosynthese an. In Gebieten, in denen es wenig oder kein direktes Sonnenlicht gibt, wird die Gesamtproduktivität der Photosynthese geringer sein, da weniger Energie vorhanden ist, um diese Reaktion anzutreiben.
Aus diesem Grund findet das meiste photosynthetische Leben in aquatischen Ökosystemen nur auf der Wasseroberfläche statt (von der Oberfläche bis zu 200 m tief), da Licht nicht wirklich tiefer eindringen kann.
Dies ist auch der Grund, warum die Photosyntheseleistung in Gebieten näher am Äquator (wo die direkteste Sonneneinstrahlung herrscht) höher und in den Polarregionen am niedrigsten ist. Auch deshalb haben Flächen ohne jegliches Licht eine Primärproduktivität von Null, da keine Photosynthese stattfinden kann.
Zum Beispiel a tropischer Regenwald hat aufgrund seiner Nähe zum Äquator eine der höchsten Primärproduktivitätsraten. EIN gemäßigtes Grasland in den USA hätte eine geringere Produktivität als der tropische Regenwald am Äquator, da auf diesem Breitengrad weniger Sonnenlicht verfügbar ist.
Zweiter Faktor: Nährstoffe
Die Nährstoffverfügbarkeit ist der zweite Faktor, der die photosynthetische Produktivität einer Region beeinflusst. Neben dem Zugang zu Wasser und Kohlendioxid benötigen photosynthetische Organismen Nährstoffe, damit ihre Zellen und Chloroplasten funktionieren und die Stoffwechselreaktion durchführen können.
Wissenschaftler haben herausgefunden, dass Magnesium-, Eisen-, Schwefel-, Phosphor- und Stickstoffverbindungen alle sind limitierende Faktoren für photosynthetische Produktivität.
Dies bedeutet, dass diese Faktoren und Nährstoffe die produktive Photosynthese einschränken können, selbst wenn das Sonnenlicht zu viel ist. Beispielsweise, Offener Ozean Gewässer erhalten große Mengen direkter Sonneneinstrahlung. Aber weil diese Gewässer so wenig Leben und Zugang zu Nährstoffen haben, ist die photosynthetische Produktivität sehr gering.
Der Nährstoffgehalt wird durch eine Reihe anderer Faktoren beeinflusst, darunter:
- Regenfall
- Bodenart
- Organismen in einem Ökosystem
- Zersetzer
- Stickstofffixierende Bakterien
- Naturereignisse (Vulkanausbruch, Brände, Naturkatastrophen usw.)
- Meeres- und/oder Windströmungen
- Klima
- Geografische Position